Определение основных параметров автомобиля ЗИЛ-131 (стр. 2 из 4)

, (11)

где B – колея автомобиля, м (B = 1,82 м); H – высота автомобиля, м (H = 2,975 м).

.

В общем случае частота вращения вала двигателя nmax при максимальной скорости движения не равна частоте вращения np , соответствующей максимальной мощности двигателя и следовательно, Pev ≠ Pmax [2].

Для нахождения максимальной мощности используется эмпирическая формула Лейдермана:

, (12)

где a, b- эмпирические коэффициенты аппроксимирующего перегрузочную ветвь внешней характеристики кубического трехчлена (a = 0,87, b = 1,13 – для дизельных двигателей [2]).

У современных ДВС отношение nmax / np = 1,2 [2].

.

5. Построение внешней характеристики

Внешняя характеристика – графическая зависимость мощности и крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала.

Задаваясь значениями ne , которые соответствуют отношениям ne /np = 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1; 1,2, определяем величину соответствующих мощностей Pe , заносим их в таблицу и строим внешнюю характеристику ДВС.

Для построения внешней характеристики формула (12) записывается в следующем виде:

, (13)

где Pe – текущее значение мощности двигателя; ne – текущие значения частоты вращения коленвала; np – номинальная частота вращения (np = 3200 об/мин = 53 об/с).

Текущее значение крутящего момента:

, (14)

Значения, необходимые для построения внешней характеристики рассчитываются по формулам 13 и 14. Результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Расчет внешней характеристики

	Отношение ne /np
Показатели	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2
ne , об/с	10	20	30	40	50	60
, рад/с	62,8	125,6	188,4	251,2	314	376,8
, кВт	18	40,6	62,3	81,3	93	91,1
,	287	323	331	334	279	242

Внешняя характеристика представлена на рисунке 4.

6. Выбор передаточных чисел трансмиссии

Передаточное отношение главной передачи iгл определяется из условия обеспечения заданной максимальной скорости Vmax :

, (15)

где nmax – максимальная частота вращения коленчатого вала, об/с (nmax = 60 об/с); rк – радиус колеса, м (rк = 0,476 м);Vmax – максимальная скорость, м/с (Vmax = 23,6 м/с); iкв – передаточное число КПП на высшей передаче (iкв = 1); iр – передаточное число раздаточной коробки (iдв = 1);

.

Передаточное число первой передачи в КПП определяют из условия обеспечения движения при заданном максимальном дорожном сопротивлении.

, (16)

где ψmax - максимальный коэффициент дорожного сопротивления (ψmax = 0,23); Tmax - максимальный момент двигателя, Н•м (Tmax = 410 Н•м), ηтр – КПД трансмиссии (ηтр = 0,9).

.

Полученное по формуле (16) значение iк1 необходимо проверить по условию отсутствия буксования:

, (17)

где Gсц – вес, приходящийся на ведущие колеса, Н; φ – коэффициент сцепления (φ = 0,7).

, (18)

.

Условие отсутствия буксования (17) выполняется.

Передаточное число любой передачи КПП можно определить по формуле:

, (19)

где n – число передач, исключая заднюю (n = 5), k – номер передачи.

Передаточное число второй передачи КПП:

Передаточное число третьей передачи КПП:

Передаточное число четвертой передачи КПП:

Пятая передача – прямая, передаточное число iк5 = 1.

Передаточное число задней передачи КПП:

, (20)

.

Максимальная скорость автомобиля при соответствующей передаче:

, (21)

;

;

;

;

;

.

7. Определение рабочего объема двигателя

Рабочий объем двигателя Vh определяется из условия обеспечения требуемой мощности:

, (22)

где z – тактность двигателя (z = 4); Pmax – максимальная мощность двигателя, Вт (Pmax = 108,1 кВт); pep – среднее эффективное давление при максимальной мощности, Па (pep = 0,6 МПа); np – частота вращения коленвала при максимальной мощности, об/с (np = 50 об/с).

.

Диаметр цилиндра:

, (23)

где i – число цилиндров (i = 8).

.

8. Геометрические характеристики проходимости автомобиля

К геометрическим характеристикам проходимости машины относятся:

-дорожный просвет δ, мм;

-углы въезда αП и съезда βП, град;

-радиусы продольной Rпр и поперечной проходимости Rпоп , м.

Дорожный просвет δ характеризует возможность движения автомобиля без задевания сосредоточенных на дороге препятствий. По [1] принят минимальный дорожный просвет δ = 245 мм.

Т.к. данный автомобиль повышенной проходимости, дорожный просвет увеличиваем на 25...30%:

Углы въезда αП и съезда βП характеризуют проходимость автомобиля по неровностям в момент въезда на препятствие и съезда с него. По [1] приняты αП = βП = 40˚ для автомобиля повышенной проходимости.

Радиусы продольной Rпр и поперечной проходимости Rпоп определяют очертания препятствия, преодолеть которые автомобиль может, не задевая его. В соответствии с рисунком 5 и рисунком 6, выполненными в масштабе 1:50, приняты Rпр = 2200 мм, Rпоп = 1100 мм.

Рисунок 5 – Определение продольной проходимости

Рисунок 6 – Определение поперечной проходимости

9. Построение динамической характеристики автомобиля

Удельная свободная сила тяги, расходуемая на преодоление дорожных сопротивлений и разгон автомобиля, называются динамическими факторами. Он определяется на каждой передаче при работе с полной нагрузкой и выдвинутой рейкой топливного насоса.

Для каждой из передач, задаваясь последовательно значениями частоты вращения, определены соответствующие им значение скорости, м/с:

, (24)

где nei – текущая частота вращения коленвала, об/с; iтрi = передаточное число трансмиссии на соответствующей передаче;

, (25)

На первой передаче: iтр1 = 4 • 1 • 7,6 = 30,4;

На второй передаче: iтр2 = 2,83 • 1 • 7,6 = 21,5;